Científicos resuelven el misterio de cómo se formaron los primeros cuásares del universo

Se han observado hasta 40 agujeros negros supermasivos, que se cree que están alimentados por luz. cuásares brillantes; Sin embargo, cómo se forman estos cuásares menos de mil millones de años después del Big Bang sigue siendo uno de los problemas más destacados de la astrofísica.

Ahora, un equipo de astrofísicos ha resuelto este misterio. Descubrieron que los primeros cuásares se formaron naturalmente a una edad temprana. Las violentas y turbulentas condiciones del universo de los raros tanques de gasolina.

Las simulaciones de supercomputadoras en estudios previos sugirieron que primeros cuásares Formado en las intersecciones de corrientes de gas raras, frías y poderosas. Solo había una docena de ellos en una gran franja de espacio, a mil millones de años luz de distancia, pero debían tener 100 000 masas solares al nacer. Este Dia agujeros negros Por lo general, solo tienen entre 10 y 100 masas solares y aparecen cuando las estrellas grandes se quedan sin combustible y colapsan.

Se ha especulado que las estrellas con masas solares entre 10.000 y 100,00 se formaron en el universo primitivo, pero solo en entornos exóticos y finamente sintonizados, como fuertes fondos ultravioleta o flujos supersónicos entre gas y materia oscura No es como las nubes turbulentas en las que se formaron los primeros cuásares.

El equipo de expertos dirigido por el Dr. Daniel Wallen de Universidad de Portsmouth Él dijoY el «Creemos que estas estrellas son un poco como los dinosaurios de la Tierra, son enormes y primitivas. Tuvieron una vida tan corta que vivieron solo un cuarto de millón de años antes de colapsar en agujeros negros».

“Este descubrimiento es notable porque ha dado un vuelco a 20 años de pensar en El origen de los primeros agujeros negros supermasivos En el universo.»

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“Encontramos agujeros negros supermasivos en el centro de la mayoría de nosotros enormes galaxias Hoy, que podría ser millones o miles de millones de veces la masa del Sol. Pero en 2003, comenzamos a encontrar cuásares (agujeros negros extremadamente brillantes que se acumulan activamente como faros cósmicos en el universo primitivo) que existieron hace menos de mil millones de años en la historia. la gran explosión. Y nadie entendió cómo se formaron en tiempos tan remotos”.

«Creemos que estas estrellas son un poco como los dinosaurios de la Tierra, son enormes y primitivas. Tuvieron una vida tan corta que vivieron solo un cuarto de millón de años antes de colapsar en agujeros negros».

Nuestros modelos de supercomputadora se remontan a épocas muy tempranas y descubren que corrientes de gas densas y frías capaces de hacer crecer mil millones de agujeros negros de masa solar en solo unos pocos cientos de millones de años crearon sus estrellas supermasivas sin la necesidad de entornos inusuales. Las corrientes frías provocaron una perturbación en la nube que impidió la formación de estrellas normales hasta que la nube se volvió tan masiva que colapsó catastróficamente por su propio peso, formando dos estrellas primordiales gigantes, una de 30.000 masas solares y la otra de 40.000″.

«En consecuencia, las únicas nubes primordiales que pudieron formar un cuásar inmediatamente después del amanecer cósmico, cuando se formaron las primeras estrellas en el universo, también crearon sus propias semillas convenientemente masivas. Este resultado simple y hermoso explica no solo el origen de los primeros cuásares, sino también también la demografía: sus números en los primeros tiempos. . «

«Los primeros agujeros negros supermasivos fueron simplemente un corolario de la formación de estructuras en la cosmología de la materia oscura fría: los hijos de la red cósmica».

Referencia de la revista:

  1. Latif, M.A., Wallen, D.J., Khoshfar, S. et al. Los flujos fríos turbulentos dieron origen a los primeros cuásares. templar la naturaleza 607, 48-51 (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04813-y
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